電力電子學 - 脈寬調製

PWM是一種用於降低負載電流中總諧波失真（THD）的技術。它使用矩形/方波脈衝波，在脈寬調製後，產生可變平均波形值f(t)。調製週期為T。因此，波形平均值為

$$\bar{y}=\frac{1}{T}\int_{0}^{T}f\left ( t \right )dt$$ 逆變器的方波

正弦脈寬調製

在簡單的電源電壓逆變器中，可以根據需要開關通斷。在每個週期中，開關只通斷一次。這將產生方波。但是，如果開關多次通斷，則可以獲得改進的波形，即諧波特性更好的波形。

正弦PWM波形是透過將所需的調製波形與高頻三角波形進行比較獲得的。無論訊號電壓小於還是大於載波波形電壓，直流母線的輸出電壓均為正或負。

正弦幅度為A_m，載波三角波幅度為A_c。對於正弦PWM，調製指數m為A_m/A_c。

改進的正弦PWM波形用於功率控制和功率因數最佳化。其主要思想是透過修改PWM轉換器將電流延遲移至電壓網格。因此，提高了功率效率並優化了功率因數。

多PWM具有多個輸出，其值不相同，但所有輸出的產生週期恆定。採用PWM的逆變器能夠工作在高電壓輸出。

下圖是由多PWM產生的正弦波。

頻率為基波功率頻率（60Hz）整數倍的週期波形稱為諧波。另一方面，總諧波失真（THD）是指所有諧波電流頻率的總貢獻。

諧波的特徵在於代表給定電路中使用的整流器數量的脈衝數。計算公式如下：

$$h=\left ( n\times P \right )+1 \quad or \quad -1$$

其中n - 是整數 1, 2, 3, 4….n

P - 整流器數量

總結在下表中：

諧波會影響電壓和電流輸出，可以使用隔離變壓器、線路電抗器、電力系統重新設計和諧波濾波器來減少諧波。

諧振逆變器是一種基於諧振電流振盪工作的電力逆變器。在此，開關器件和諧振元件串聯連線。由於電路的固有特性，流過開關器件的電流降為零。

這種型別的逆變器在20kHz-100kHz的高頻範圍內產生正弦波形。因此，它最適合需要固定輸出的應用，例如感應加熱和熒光燈照明。由於其開關頻率高，因此通常尺寸較小。

諧振逆變器有多種配置，因此分為兩類：

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